1 透射电子显微镜技术简介透射电子显微镜( Transmission Electron Microscope,TEM),简称透射电镜,是把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上,电子与样品中的原子碰撞而改变方向,从而产生立体角散射。 散射角的大小与样品的密度、 厚度相关, 因此可以形成明暗不同的影像。通常,透射电子显微镜的分辨率为0.1 ~0.2nm,放大倍数为几万~百万倍,用于观察超微结构,即小于0.2 微米、光学显微镜下无法看清的结构,又称“亚显微结构”。一、透射电镜的成像原理如图所示,电子枪发射的电子在阳极加速电压的作用下,高速地穿过阳极孔,被聚光镜会聚成很细的电子束照明样品。因为电子束穿透能力有限,所以要求样品做得很薄,观察区域的厚度在200nm左右。由于样品微区的厚度、平均原子序数、晶体结构或位向有差别, 使电子束透过样品时发生部分散射,其散射结果使通过物镜光阑孔的电子束强度产生差别,经过物镜聚焦放大在其像平面上,形成第一幅反映样品微观特征的电子像。然后再经中间镜和投影镜两级放大, 投射到荧光屏上对荧光屏感光,即把透射电子的强度转换为人眼直接可见的光强度分布,或由照相底片感光记录,从而得到一幅具有一定衬度的高放大倍数的图像。透射电子显微镜的成像方式可表述为:1. 由电子枪发射高能、高速电子束;2. 经聚光镜聚焦后透射薄膜或粉末样品;3. 透射电子经过成像透镜系统成像;4. 激发荧光屏显示放大图像;5. 专用底片 / 数字暗室记录带有内部结构信息的高分辨图像;二、透射电子显微镜的结构透射电镜一般是由电子光学部分、真空系统和供电系统三大部分组成。图 1. 透射电镜与普通光学显微镜结构对比2 1.电子光学部分整个电子光学部分完全置于镜筒之内,自上而下顺序排列着电子枪、聚光镜、样品室、 物镜、中间镜、投影镜、观察室、荧光屏、照相机构等装置。根据这些装置的功能不同又可将电子光学部分分为照明系统、样品室、成像系统及图像观察和记录系统。图2为透射电子显微镜电子光学部分示意图。1 照明系统照明系统由电子枪、聚光镜和相应的平移对中及倾斜调节装置组成。它的作用:是为成像系统提供一束亮度高、相干性好的照明光源。为满足暗场成像的需要照明电子束可在 2-3 度范围内倾斜。①电子枪。它由阴极、 栅极和阳极构成。在真空中通电加热后使从阴极发射的电子获得较高的动能形成定向高速电子流。②聚光镜。聚光镜的作用是会聚从电子枪发射出来的电子束,控制照明孔径角...